第三章相互作用-力（單元測試）（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方學(xué)而優(yōu)教有方試卷第=page1616頁，共=sectionpages1717頁第三章相互作用——力單元測試學(xué)校:________姓名：______班級：___________考號：___________一、單選題（共28分）1．（本題4分）如圖所示為體操男子吊環(huán)比賽中某個動作的模擬圖，運動員靜止不動，兩根吊帶對稱并與豎直方向有一定夾角，此時左、右兩吊環(huán)對運動員的作用力大小分別為，則下列判斷正確的是（）A．是一對作用力和反作用力B．每根吊帶受到吊環(huán)的拉力的大小都等于運動員重力的一半C．在運動員將兩吊帶再緩慢向兩邊撐開的過程中，吊帶上的張力緩慢增大D．兩個吊環(huán)對運動員的作用力的合力一定豎直向上【答案】D【詳解】運動員的受力簡化為如圖所示由平衡條件可知：在豎直方向上解得A．都是作用在運動員上，不可能成為一對作用力和反作用力，故A錯誤；B．由公式可知，由于每根吊帶所受的拉力大小都大于等于運動員重力的一半，故B錯誤；C．在運動員將兩吊帶再緩慢向兩邊撐開的過程中，角度減小，故兩根吊帶的拉力均減小，故C錯誤；D．運動員受繩子的拉力及重力而處于平衡狀態(tài)三力為共點力，根據(jù)共點力平衡的特點可知，兩個吊環(huán)對運動員的作用力的合力一定豎直向上，故D正確；故選D。2．（本題4分）物塊受到共點力F1和F2的作用，它們的合力大小為4N，則F1和F2的大小可能是（）A．F1=10NF2=5N B．F1=1NF2=2NC．F1=4NF2=4N D．F1=10NF2=16N【答案】C【詳解】F1=10N

F2=5N，它們的合力最小值是5N，最大值是15N，4N不在該范圍內(nèi)，所以它們的合力不可能是4N．故A錯誤；F1=1N

F2=2N，它們的合力最小值是1N，最大值是3N，4N不在該范圍內(nèi)，所以它們的合力不可能是4N．故B錯誤；F1=4N

F2=4N，它們的合力最小值是0N，最大值是8N，4N在該范圍內(nèi)，所以它們的合力可能是4N．故C正確；F1=10N

F2=16N，它們的合力最小值是6N，最大值是26N，4N不在該范圍內(nèi)，所以它們的合力不可能是4N．故D錯誤．所以C正確，ABD錯誤．3．（本題4分）如圖所示為某根彈簧的伸長量x與彈簧所受拉力F之間的關(guān)系圖像，下列說法中正確的是（）A．當(dāng)彈簧的伸長量時，拉力B．當(dāng)彈簧受到的拉力作用時，彈簧的伸長量一定是C．彈簧的勁度系數(shù)是2N/mD．彈簧的勁度系數(shù)是【答案】D【詳解】CD．圖象斜率的大小表示勁度系數(shù)大小，故有故C錯誤，D正確；A．當(dāng)彈簧的伸長量時，根據(jù)胡克定律可得拉力為故A錯誤；B．當(dāng)彈簧受到的拉力作用時仍是彈性形變，則根據(jù)胡克定律可得伸長量為若不是彈性形變，則形變量不等于400cm，故B錯誤。故選D。4．（本題4分）如圖所示是某幼兒園的一部直道滑梯，其滑道傾角為。一名質(zhì)量為的幼兒在此滑道上勻速下滑。若不計空氣阻力，重力加速度，則該幼兒（）A．所受摩擦力為 B．對滑道的壓力為C．對滑道的壓力為 D．所受摩擦力【答案】D【詳解】AD．該幼兒受重力、滑道支持力、滑道摩擦力，沿滑道和垂直滑道分解重力。該幼兒勻速下滑受力平衡，根據(jù)平衡條件可得，所受摩擦力等于重力沿滑道的分力，大小為，所以A錯誤，D正確；BC．由AD選項分析可知，幼兒對滑道的壓力等于重力在垂直于滑道方向的分力，大小為，所以BC錯誤。故選D。5．（本題4分）用一輕繩將光滑小球P系于粗糙墻壁上的O點，在墻壁和球P之間夾有一矩形物塊Q，如圖所示。P、Q均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列相關(guān)說法正確的是（）。A．P物體受到4個力B．Q受到3個力C．若繩子適當(dāng)變長，繩子的拉力將變小D．若繩子適當(dāng)變短，Q可能會下滑【答案】C【詳解】小球P受力如圖所示：A．由圖可知，P受到重力、繩子的拉力，Q的支持力，共3個力作用，故A錯誤；B．Q受到重力、P的壓力、墻壁的支持力和靜摩擦力，共4個力作用，故B錯誤；C．設(shè)繩子與豎直方向的夾角為，P的質(zhì)量為m，繩子的拉力大小為F，則由平衡條件得則若繩子變長，變小，cos變大，則F變小，故C正確；D．若繩子變短，角變大，P對Q的壓力變大，從而Q與墻壁間的最大靜摩擦力變大，因此Q不會下滑，故D錯誤。故選C。6．（本題4分）如圖所示，在水平放置的木棒上的M、N兩點，系著一根不可伸長的柔軟輕繩，繩上套有一光滑小金屬環(huán)。現(xiàn)將木棒繞其左端逆時針緩慢轉(zhuǎn)動一個小角度，則關(guān)于輕繩對M、N兩點的拉力F1、F2的變化情況，下列判斷正確的是（）A．F1和F2都變大 B．F1變大，F(xiàn)2變小C．F1和F2都變小 D．F1變小，F(xiàn)2變大【答案】C【詳解】是一根不可伸長的柔軟輕繩，所以繩子的拉力相等,即根據(jù)對稱性可知，每邊繩子與豎直方向的夾角相等，設(shè)為，根據(jù)平衡條件可得木棒繞其左端逆時針緩慢轉(zhuǎn)動一個小角度后，繩子之間的夾角變小，變大，環(huán)的重力保持不變，所以繩子上的拉力變小，選項C正確，A、B、D錯誤。故選C。7．（本題4分）如圖所示，固定在水平地面上的物體A，左側(cè)是圓弧面，右側(cè)是傾角為θ的斜面，一根輕繩跨過物體A頂點上的小滑輪，繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球B、C，假設(shè)繩與物體A的表面平行，當(dāng)兩球靜止時，小球B與圓弧圓心之間的連線和水平方向的夾角也為θ，不計一切摩擦，則m1、m2之間的關(guān)系是（）A．m1＝m2 B．m1＝m2tanθ C． D．m1＝m2cosθ【答案】B【詳解】由題意，通過光滑的滑輪相連，左右兩側(cè)繩的拉力F大小相等，兩小球處于平衡狀態(tài)，分別對這兩個物體進(jìn)行受力分析可得聯(lián)立兩式，可得故選B?！军c晴】本題考查共點力作用下物體的平衡，解題關(guān)鍵抓住繩子拉力大小相等，采用隔離法，由平衡條件求解質(zhì)量之比。二、多選題（共18分）8．（本題6分）如圖所示，用一段繩子把輕質(zhì)滑輪吊裝在A點，一根輕繩跨過滑輪，繩的一端拴在井中的水桶上，人用力拉繩的另一端，滑輪中心為O點，人所拉繩子與OA的夾角為β，拉水桶的繩子與OA的夾角為α。人拉繩沿水平地面向左運動，把井中質(zhì)量為m的水桶緩慢提上來，人的質(zhì)量為M，重力加速度大小為g，在此過程中，以下說法正確的是（）A．α始終等于βB．吊裝滑輪的繩子上的拉力逐漸變大C．地面對人的摩擦力逐漸變大D．地面對人的支持力逐漸變大【答案】ACD【詳解】AB．水桶緩慢上升，拉水桶的輕繩中的拉力大小FT始終等于mg，對滑輪受力分析如圖甲所示垂直于OA方向有FTsinα=FTsinβ所以α=β沿OA方向有F=FTcosα+FTcosβ=2FTcosα人向左運動的過程中α+β變大，所以α和β均變大，吊裝滑輪的繩子上的拉力F變小，B錯誤，A正確；CD．對人受力分析如圖乙所示θ=α+β逐漸變大，水平方向有Ff=FT'sinθ地面對人的摩擦力逐漸變大，豎直方向有FN+FT'cosθ=Mg地面對人的支持力FN=Mg-FT'cosθ逐漸變大，CD正確。故選ACD。9．（本題6分）兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖所示，OA、OB與水平面的夾角分別為30°、60°，物體M的重力大小為20N，M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則（）A．繩OA對M的拉力為10NB．繩OB對M的拉力為10NC．m受到水平面的靜摩擦力為D．m受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左【答案】AD【詳解】AB．對接點O受力分析如圖把F1和F2分別分解到水平方向和豎直方向。沿水平方向列方程F1cos30°=F2cos60°沿豎直方向列方程F1sin30°+F2sin60°=Mg聯(lián)立得F1=10N，故A正確，B錯誤；CD．對m受力分析如下圖水平方向列平衡方程F1+f=F2解得方向水平向左，故C錯誤，D正確。故選AD。10．（本題6分）如圖所示，一質(zhì)量為m、半徑為r的光滑球A用細(xì)繩懸掛于O點，另一質(zhì)量為M、半徑為R的半球形物體B被夾在豎直墻壁和A球之間，B的球心到O點之間的距離為h，A、B的球心在同一水平線上，A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)．重力加速度為g．則下列說法正確的是A．A對B的壓力大小為B．豎直墻壁對B的摩擦力可能為零C．當(dāng)只輕輕把球B向下移動一點距離，若A、B再次保持靜止，則A對B的壓力大小保持不變，細(xì)繩拉力增大D．當(dāng)只輕輕把球B向下移動一點距離，若A、B再次保持靜止，則A對B的壓力減小，細(xì)繩拉力減小【答案】AD【分析】分析小球的受力情況，運用合成法作圖，結(jié)合三角形相似求出B對A的支持力，從而求得A對B的壓力.分析B的受力情況，由平衡條件判斷墻壁對B的摩擦力.當(dāng)只輕輕把球B向下移動一點距離，再用同樣的方法得到B對A的支持力和細(xì)繩拉力的表達(dá)式，即可分析它們的變化.【詳解】A．分析A球的受力情況，如圖1所示：N與mg的合力與T等大反向共線，根據(jù)兩個陰影三角形相似得：，得：，，由牛頓第三定律知A對B的壓力大小為：，故A正確.B．B在豎直方向受到重力，而AB間無摩擦，由平衡條件知豎直墻壁對B一定有摩擦力，故B錯誤.CD．當(dāng)只輕輕把球B向下移動一點距離，分析A球的受力情況，如圖2所示：N與T的合力與mg等大反向共線，根據(jù)兩個陰影三角形相似得：可得：，，由于L＞h，可知，N減小，T減小，由牛頓第三定律知A對B的壓力減小，故C錯誤，D正確.故選AD.【點睛】本題中沒有角度，所以可以采用三角形相似研究共點力平衡問題.正確作出力的合成圖是關(guān)鍵.三、實驗題（共18分）11．（本題9分）某學(xué)習(xí)小組通過以下實驗來“驗證力的平行四邊形定則”。

（1）如圖甲所示，把白紙固定在木板上后，再把木板豎直固定，將圖釘固定在A點，彈簧測力計一端固定在圖釘上，另一端與細(xì)繩a相連，細(xì)繩a與細(xì)繩b、c相連接，細(xì)繩b、c跨過光滑定滑輪后，分別懸掛3個和5個質(zhì)量均為50g的鉤碼，穩(wěn)定后，a、b、c的結(jié)點位于O處，此時彈簧測力計的讀數(shù)為________N，記錄O點的位置和_______________。（2）如圖乙所示，取圖中長度為標(biāo)度表示0.5N，請在圖乙中用力的圖示作出細(xì)繩b、c的拉力F1和F2，并作出它們合力F′的示意圖_______________________。若在誤差允許范圍內(nèi)滿足F，則力的平行四邊形定則可得到驗證。（取g=10m/s2）（3）彈簧測力計的外殼與白紙之間存在摩擦________（填“會”或“不會”）對實驗產(chǎn)生影響。【答案】3.00兩條細(xì)繩的方向見解析不會【詳解】（1）[1]彈簧測力計需要估讀一位，所以讀數(shù)為3.00N。[2]本實驗需要記錄b、c繩上拉力的方向，即兩條細(xì)繩的方向。（2）[3]依題意，有示意圖為

（3）[4]由于彈簧秤內(nèi)部彈簧并不和外殼接觸，因此實驗中彈簧秤的外殼與紙面間的摩擦不影響細(xì)繩受到拉力的大小。所以彈簧測力計的外殼與白紙之間存在摩擦，不會對實驗產(chǎn)生影響。12．（本題9分）在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”實驗中，實驗裝置如圖甲所示，將彈簧的左端固定在刻度尺的“0”刻度線處，實驗時先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度，再將鉤碼掛在繩子的下端，測量相應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過描點法作出F-l（F為彈簧的拉力，l為彈簧的長度）圖像，如圖乙所示。

（1）下列說法中正確的是_________。（填正確答案標(biāo)號）A．每次增加的鉤碼數(shù)量必須相等B．通過實驗可知，在彈性限度內(nèi)，彈力與彈簧的長度成正比C．用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧水平且處于平衡狀態(tài)D．用幾個不同的彈簧，分別測出幾組拉力與彈簧伸長量，會得出拉力與彈簧伸長量之比相等（2）根據(jù)乙圖可求得該彈簧的勁度系數(shù)為_________N/m（保留兩位有效數(shù)字），圖像中在點出現(xiàn)拐點是因為________。（3）該實驗將彈簧水平放置而不是豎直放置，優(yōu)點在于：_________?！敬鸢浮緾25拉力繼續(xù)增大將超過彈簧的彈性限度避免彈簧自身重力對實驗的影響【詳解】（1）[1]A．每次增加的鉤碼數(shù)量不需要相等，故A錯誤；B．通過實驗可知，在彈性限度內(nèi)，彈力與彈簧的伸長量成正比，故B錯誤；C．用懸掛鉤碼的方式給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧水平且處于平衡狀態(tài)，使彈簧所受拉力的大小等于鉤碼的重力，故C正確；D．不同彈簧的彈力與伸長量之比，即彈簧的勁度系數(shù)k不一定相等，故D錯誤。故選B。（2）[2][3]彈簧的勁度系數(shù)在彈性限度內(nèi)，彈力的大小與彈簧的形變量成正比，在點出現(xiàn)拐點是因為超過了彈簧的彈性限度。（3）[4]避免彈簧自身重力對實驗的影響。四、解答題（共36分）13．（本題10分）如圖所示，兩輕彈簧a，b懸掛一小球處于平衡狀態(tài)，a彈簧與豎直方向成30°角，b彈簧水平，a，b的勁度系數(shù)分別為k1，k2，求a，b的伸長量之比。

【答案】【詳解】對小球受力分析，受到重力和兩個彈簧的彈力，如圖

根據(jù)平衡條件，有根據(jù)胡克定律，有解得14．（本題12分）同在xOy平面內(nèi)的六個力如圖所示，大小分別為F1=10N，，F(xiàn)3=12N，，F(xiàn)5=30N，F(xiàn)6=12N，求合力的大小和方向。

【答案